【文章內容簡介】 鋼軌等。鋁還用作煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦 (或其他高熔點金屬的氧化物 )按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導彈技術上有重要應用。 (9)鋁板對光的反射性能也很好，反射紫外線比銀還強，鋁愈純，其反射能力愈好 ,常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。 (10)鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。 將來的人 造小月亮：月亮也可以用人工制造嗎？是的。月亮本身不會發(fā)光，但它能把太陽光反射到地球上來，所以在晚上我們看見月亮是亮的。如果人類能制造出一個非常巨大的圓盤，把它放在天空，那就會是一個人造小月亮。那么用什么東西來制造這個圓盤呢？重要的是這種東西要有良好的反射光線的能力，要不然，圓盤制好后也只是一件廢物。鋁能夠滿足這個要求。鋁的反射能力比銀還強，它常被用來制作高質量的反射鏡。只要人們制作一個面積達幾十平方千米的巨大的反射鏡，并在鏡面鍍一層鋁，把它發(fā)射到天空，人造小月亮做成了。通過它把太陽光反射給地球，可以使地面上 夜晚的亮度為農(nóng)歷十五晚上月亮的 10～100 倍，人們到時可以不用照明燈，直接在室外讀書寫字、娛樂和工作。 為什么很多廚具是鋁的？ 在廚房里我們經(jīng)?？梢钥吹胶芏噤X制的東西，比如鋁鍋啦、鋁盆、鋁勺等等，為什么不用其他金屬來制作這些東西呢？ 這是因為鋁制品很耐用。鋁本來是銀白色的，可是鋁制品用不了多久，表面就變得白蒙蒙的，這是什么緣故呢？原來鋁生銹了，鋁的表面與空氣中的氧發(fā)生反應，生成了一層薄薄的氧化鋁，這層氧化鋁別看很薄，卻 “天衣無縫 ”，它緊緊地貼在鋁的表面，防止里面的鋁繼續(xù)和氧反應。這層氧化鋁不 怕水浸，不怕火燒，很難銹蝕。對于里面的鋁來說，它是一件十分耐用的 “外套 ”。如果換用金屬鐵，這些東西的壽命就會大大縮短。有人會問，金屬鐵不是也有一層 “外衣 ”嗎，怎么會用不久呢？原來，金屬鐵的 “外衣 ”和鋁的不一樣。鋁的 “外衣 ”很細密，空氣、水都鉆不進去，而鐵的 “外衣 ”卻布滿了小孔，空氣和水很容易就鉆了進去，所以鐵制品會一直生銹下去，直到整個東西變成了廢品。然而，在廚房里我們也會看到一些鐵制的東西，這又怎么解釋呢？ 說來也很簡單，這些東西已經(jīng)不是純粹的鐵制品了，人們往鐵中加入了一些其他的金屬，使得鐵不會在 空氣中生銹，所以就可以用它來制造東西。但是這樣一來，這些東西比鋁制品要貴好多，因而在生活中人們用的很多廚具是鋁的。 鋁是一種輕金屬 ,密度小 ( gcm3), 具有良好的強度和塑性，鋁合金具有較好的強度，超硬鋁合金的強度可達 600 MPa，普通硬鋁合金的抗拉強度也達 200~450 MPa，它的比剛度 遠高于鋼，因此在機械制造中得到廣泛的運用。鋁的導電性僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合于各種壓 力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽娀弯X合金，可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。 （ 1）純鋁產(chǎn)品 純鋁分冶煉 品和壓力加工品兩類，前者以化學成分 Al 表示，后者用漢語拼音 LG（鋁、工業(yè)用的）表示。 （ 2）壓力加工鋁合金 鋁合金壓力加工產(chǎn)品分為防銹（ LF）、硬質（ LY）、鍛造（ LD）、超硬（ LC）、包覆（ LB）、特殊（ LT ）及釬焊（ LQ）等七類。常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火（ M 燜火）、硬化（ Y）、熱軋（ R）等三種。 （ 3）鋁材 鋁和鋁合金經(jīng)加工成一定形狀的材料統(tǒng)稱鋁材，包括板、帶、箔、管、棒、線、型等。 （ 4）鑄造鋁合金 鑄造鋁合金（ ZL）按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類，代號編碼分別為100、 200、 300、 400。 （ 5）高強度鋁合金 高強度鋁合金指其抗拉強度大于 480 MPa 的鋁合金，主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類。 (1)氫氧化鋁為什么具有兩性 ? 凡是在水溶液中既能電離出 H+，又能電離出 OH的氫氧化物，叫兩性氫氧化物。氫氧化鋁就是兩性氫氧化物，它在水溶液中可以按下列兩種形式電離： Al3+＋ 3OH====Al(OH)3====H++ ?2AlO +H2O (堿式電離） (酸式電離 ) 其他如 Zn(OH) Cr(OH) Pb(OH) Sn(OH)2等也都是兩性氫氧化物。 兩性氫氧化物的這種性質跟它們的結構有關。如用 E 表示某一種元素，它可按下列兩式進行電離： EOH====E++OH EOH====EO+H+ 也就是說 E—O和 O—H都是極性鍵，都有因極性溶劑的作用而斷裂的可能。對于某一元素的氫氧化物在水中究竟進行酸式電離還是堿式電離，要看 E—O 和 O—H兩個鍵的相對強弱。如 E—O鍵較弱時，就進行堿式電離；如 O—H鍵較弱時，就進行酸式電離。而這兩個鍵的相對強弱，決定于某元素離子 En+和氫離子 (H+)對氧離子 (O2)的吸引力的相對強弱。 如果 En+對 O2的吸引力強， O—H 鍵斷裂，即酸式電離的趨勢大；如果 H+對 O2的吸引力強，E—O 鍵斷裂，即堿式電離趨勢大。從靜電引力考慮， En+對 O2的吸引力的大小，跟元素的離子半徑及電荷數(shù)有關。一般地說，元素的離子半徑愈小，離子的正電荷數(shù)愈大，那么 En+對 O2的吸引力愈強，就呈酸式電離。反之，吸引力弱，呈堿式電離。如果離子半徑較小 (不 是很小 )，離子電荷較大 (不是很大 )時， E—O 鍵和 O—H 鍵的相對強弱接近相等。即 En+對O2的吸引力接近相等，這時， EOH 就既可能呈酸式電離，又可 能呈堿式電離，這就是兩性氫氧化物在水溶液里發(fā)生兩種形式電離的原因。 現(xiàn)以元素周期表中第三周期元素為例說明如下： Na Mg Al Si P S Cl 離子正電荷數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 離子半徑／ nm 對于 Na 和 Mg的氫氧化物來說，因 Na+和 Mg2+的正電荷數(shù)少，離子半徑大，所以 Na—O鍵和 Mg—O 鍵較弱， NaOH 和 Mg(OH)2都呈堿式電離，它們都是堿。又因為 Mg2+的正電荷數(shù)比 Na+多，離子半徑比 Na+小，所以 Mg—O 鍵比 Na—O鍵強，因此， Mg(OH)2的堿性比 NaOH 弱。對于非金屬元素 Si、 P、 S、 Cl 的 “氫氧化物 ”，因非金屬元素 E 所帶的正電荷數(shù)多 (Si、 P、 S、 Cl 分別為 + + + +7)，它們的半徑又小，所以 E—O 鍵較強， O—H鍵較弱。因而這些 “氫氧化物 ”都呈酸式電離，且隨著 E 的電荷數(shù)增大，半徑減小的順序，H2SiO H3PO H2SO HClO4 的酸性逐漸增強。鋁離子的電荷數(shù)和離子半徑都介于 Mg和 Si 之間，所以 Al(OH)3在水中既能按酸式電離，又能按堿式電離，但它的酸性和堿性都很弱。 此外 ,由于鋁原子數(shù)少于價電子層軌道數(shù)，所以有空軌道，可以形成受電子配位鍵。因此，Al(OH)3在水溶液中的酸式電離過程，嚴格地講，不是失去 H+，而是加上 1 個 OH，其過程如下式所示： Al(OH)3+2H2O====H3O++ ?4)(OHAl （ 2）氫氧化鋁能否溶于氨水 ? Al2O3的水合物一般都稱為氫氧化鋁。它們的存在形式有多種，如一水合物、二水合物和三水合物等。向硫酸鋁溶液里滴加氨水時生成白色膠狀氫氧化鋁沉淀，是因為氫氧化鋁的含水量不定，所以組成不均勻，無定形。但無定形水合氧化鋁在溶液中經(jīng)靜置后會逐漸 轉變?yōu)榻Y晶的偏氫氧化鋁 AlO(OH)，溫度越高，這種轉變越快。因此當硫酸鋁溶液沸騰時加入氨水，它的產(chǎn)物就和常溫時不一樣，得到的是一種結晶 (也稱為水鋁石 )形式的 AlO(OH)。 氫氧化鋁是一種兩性化合物，是一種弱堿，也可以作為一種極弱的酸來看待。 Al(OH)3====HAlO2 +H2O HAlO2====H++ ?2AlO (pKa=) 當氫氧化鋁與堿作用時，會因生成偏鋁酸鹽而溶解。 Al(OH)3+OH==== ?2AlO +2H2 O )( )( 2??OHcAlOc=K=WnKKOHcHc AlOcHc ??? ??? )()( )()( 2=63 市售氨水的濃度約為 15 molL1(含氨約 25％， 20 ℃ 時密度為 gcm3)，其中 c(OH)可通過如下計算來求得： NH3H 2 O==== ?4NH +OH )( )()( 232 OHNHc OHcAlOc ???? =K= 15 )(2 ?OHc =105 c2(OH)=15105=104 c(OH)=102 molL1 在該濃度的氨水中，每升所溶解 Al(OH)3的質量，可通過下式計算： Al(OH)3+ OH==== ?2